أنواع التشطيبات السطحية في مكونات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي

عندما تواجه قرار اختيار المناسب صقل الأسطح، تتحول الصناعة عادة إلى ثلاث فئات متميزة. تشمل هذه الفئات تقنيات وعمليات مختلفة تلبي احتياجات وتطبيقات محددة.

1. كما التشطيب تشكيله: نظرًا لأن التشطيب الآلي يشير إلى حالة السطح التي يتم تحقيقها مباشرة من آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، دون الحاجة إلى خطوات إضافية بعد المعالجة. غالبًا ما تُظهر هذه النهاية علامات أدوات مرئية ومظهرًا محكمًا. العامل المحوري الذي يؤثر على جودة هذه النهاية هو خشونة السطح (Ra)، والتي تحدد متوسط ​​انحراف السطح المُشكل عن الحالة المثالية.

   غالبًا ما تحدد معايير الصناعة قيم Ra محددة لقياس جودة التشطيبات المصنعة آليًا، والتي يمكن أن تختلف بناءً على متطلبات التطبيق. من المهم أن ندرك أنه على الرغم من أن Ra يعد معلمًا رئيسيًا، إلا أن هناك عوامل أخرى مثل سلامة السطح والتموج والتسطيح تساهم في جودة التشطيب الإجمالية. تتضمن قيم Ra المعتمدة بشكل شائع ما يلي:

   • 3.2 ميكرومتر رع
   • 1.6 ميكرومتر رع
   • 0.8 ميكرومتر رع
   • 0.4 ميكرومتر رع

   تكمن فوائد التشطيب الآلي في تفاوتات الأبعاد؛ يتوافق انخفاض خشونة السطح مع تفاوتات الأبعاد الأكثر صرامة. بالإضافة إلى ذلك، لا تقدم هذه الطريقة تكاليف إضافية، مما يجعلها مناسبة للمشاريع ذات الميزانية المحدودة. ومع ذلك، فإن وجود علامات أدوات مرئية قد لا يكون مناسبًا للمشاريع التي تعطي الأولوية للجماليات، خاصة في التطبيقات ذات القيمة العالية. 

         

1. التشطيب الكيميائي: يشمل التشطيب الكيميائي عمليات مختلفة تستخدم مواد كيميائية لإنشاء طبقات واقية وتعزيز المظهر الجمالي للسطح. غالبًا ما تضيف هذه الطلاءات اللون واللمعان والسمات المرغوبة الأخرى إلى الجزء. تشمل التشطيبات السطحية CNC ذات الأساس الكيميائي الجديرة بالملاحظة ما يلي:

   • والنمش: تتضمن عملية الأنودة غمر جزء في محلول إلكتروليت لتطوير طبقة أكسيد واقية على السطح. هناك نوعان من الأنودة: النوع الثاني والنوع الثالث. يخدم النوع II أغراضًا تزيينية، بينما النوع III، الذي يتم تحقيقه من خلال ظروف الجهد العالي ودرجات الحرارة المنخفضة، يخلق طبقة قوية مناسبة للتطبيقات الصعبة. من الضروري مراعاة الهشاشة التي تسببها الطبقة السميكة من النوع الثالث عند الاختيار بين الطريقتين. توفر الأنودة مقاومة للتآكل، ومقاومة التآكل، ومجموعة واسعة من خيارات الألوان، مما يعزز الأداء الوظيفي والجماليات. ومع ذلك، يمكن أن تكون باهظة الثمن وقد لا تناسب التطبيقات التي تتطلب دقة عالية.

   • طلاء ألودين: يتم تطبيق طلاء الألودين، المعروف أيضًا باسم تحويل الكرومات، بشكل شائع على المعادن غير الحديدية مثل الألومنيوم. تخلق هذه العملية طبقة كرومات رقيقة تعزز مقاومة التآكل والالتصاق. غالبًا ما تتلقى الأجزاء المغطاة بطبقة Alodine طبقة طلاء إضافية لضمان المتانة لفترة طويلة.
     
     

تخدم كل طريقة لتشطيب الأسطح أغراضًا محددة في صناعة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، وتتناول المتطلبات المتعلقة بالمظهر والوظيفة واعتبارات التكلفة.

طلاء ألودين: يعد طلاء الألودين، والذي يشار إليه أيضًا باسم تحويل الكرومات، عملية شائعة تستخدم في الألومنيوم والمعادن غير الحديدية الأخرى. يتضمن هذا الإجراء وضع طبقة رقيقة من الكرومات على سطح المكون. يعمل هذا الطلاء على تعزيز مقاومة التآكل والالتصاق. في كثير من الحالات، يتم تزويد الأجزاء المعالجة بطبقة ألودين لاحقًا بطبقة إضافية من الطلاء لضمان متانة طويلة الأمد.

ومع ذلك، هناك مخاوف ملحوظة مرتبطة بطبقة ألودين. أولاً، يشكل مخاطر بيئية ومخاطر كبيرة على سلامة الموظفين المشاركين في تطبيقه. علاوة على ذلك، فإن العملية نفسها معقدة وتتطلب دقة استثنائية، مما قد يؤدي إلى رفع التكاليف.

طلاء أكسيد أسود: يجد طلاء الأكسيد الأسود التوافق مع مواد مثل الفولاذ والنحاس والسبائك الأخرى التي تتفاعل بشكل إيجابي مع الأكسجين. فهو يشكل طبقة أكسيد قوية على كامل سطح الجزء، مما يوفر الحماية ضد الملوثات والأضرار المادية. بالإضافة إلى مقاومة التآكل والتآكل، تتميز طلاءات الأكسيد الأسود بقدرة عالية على التشحيم، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي يكون فيها الاحتكاك مصدر قلق.

ومع ذلك، فإن تشطيب الأكسيد الأسود له عيوبه. وأبرزها أنها عرضة للتآكل، مما يجعلها غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب ضغطًا ميكانيكيًا عاليًا. علاوة على ذلك، فإن مقاومتها للتآكل قد لا تكون كافية عند التعرض لفترات طويلة لظروف قاسية.

الكهربائي: يعد الطلاء الكهربائي من بين تقنيات التشطيب السطحي الأكثر استخدامًا في أجزاء CNC نظرًا لتعدد استخداماته ومزاياه. تتضمن هذه الطريقة وضع طبقة رقيقة من المعدن على قطعة العمل، مما يوفر الحماية ضد التآكل والملوثات، بالإضافة إلى تحسين المظهر العام.

تمتد الفوائد إلى ما هو أبعد من الوظيفة؛ تمت الإشادة بالطلاء الكهربائي لقدرته على رفع المظهر الجمالي للأسطح. مع خيارات التشطيبات الزخرفية والساتانية، يعتبر الطلاء الكهربائي أحد أكثر الخيارات جاذبية في الصناعة. وهذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تحمل فيها الجماليات وزنًا كبيرًا. سواء كنت تسعى إلى تعزيز الجاذبية البصرية للمنتج أو رفع مستوى مظهر أحد المكونات، فإن الطلاء الكهربائي يمثل خيارًا ممتازًا.

ومع ذلك، فإن الطلاء الكهربائي هو عملية معقدة ودقيقة تتطلب خبرة فنية كبيرة من أجل التنفيذ الناجح. بالإضافة إلى ذلك، فهو ينطوي على استخدام مواد كيميائية خطرة ويستهلك طاقة ملحوظة، مما يثير المخاوف البيئية. علاوة على ذلك، يقتصر تطبيقه على المواد الموصلة، مما يحد من استخدامه في صناعات محددة.

التخميل: التخميل هو تقنية ما بعد المعالجة السائدة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والتي تعمل على تحسين جودة السطح وأداء الأجزاء. بعد عملية التصنيع، قد تكون هناك خشونة دقيقة أو شوائب سطحية، مما قد يؤثر على الأداء على المدى الطويل. التخميل يخفف من هذه القضايا.

عادةً ما يتم استخدام التخميل في الأجزاء المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ويتضمن تنظيفًا شاملاً للتخلص من الزيوت المتبقية أو المبردات أو الحطام المعدني. يتم بعد ذلك غمر الأجزاء في محلول التخميل، والذي قد يتكون من حمض النيتريك، أو حمض الستريك، أو مزيج منهما.

أثناء التخميل، يتفاعل المحلول كيميائيًا مع السطح، مما يزيل الشوائب ويخلق طبقة أكسيد موحدة. تعمل هذه الطبقة على تعزيز مقاومة التآكل والضمانات ضد العوامل البيئية. تختلف مدة العملية حسب حجم الجزء وتعقيده.

التشطيبات الميكانيكية: فئة أخرى من تشطيب الأسطح تتطلب عمليات ميكانيكية. في هذه الفئة، تتعرض قطعة العمل لضغوط وسحجات مختلفة للوصول إلى المنتج النهائي المطلوب. في حين أن العديد من التشطيبات الميكانيكية لا تتطلب معالجة لاحقة، إلا أنه يمكن استخدام خيارات إضافية مثل الطلاء لتعزيز طول العمر والمتانة.

تتضمن عدة أنواع شائعة من التشطيبات الميكانيكية لأجزاء CNC ما يلي:

نسف حبة: يتضمن التفجير بالخرز إسقاط خرزات زجاجية أو خزفية على السطح لتكوين لمسة نهائية غير لامعة. يعمل هذا على إخفاء العيوب ويحافظ على مظهر موحد أثناء الإزالة الفعالة

الملوثات. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي الأخطاء إلى تلف السطح، ويمكن أن تؤثر العملية على دقة الأبعاد ووظائفها، مما يستلزم في كثير من الأحيان تكاليف أعلى مناسبة للسلع الفاخرة أو ذات القيمة العالية.

مسحوق الطلاء: يحظى طلاء المسحوق، الشائع بشكل كبير للأجزاء المعدنية، بالإعجاب بسبب متانته وتعدد استخداماته. إنه يقاوم الخدوش والرقائق والبهتان بمرور الوقت، ويوفر مجموعة واسعة من الألوان لتعزيز الجمال. كما تساهم ملاءمتها للبيئة في زيادة شعبيتها، مما يجعلها خيارًا متعدد الاستخدامات.

ومع ذلك، فإن التكاليف الأولية للمعدات والمواد مرتفعة نسبيًا، مما يجعلها أقل قابلية للتطبيق لعمليات الإنتاج الصغيرة أو الأجزاء الفريدة. درجات حرارة المعالجة المرتفعة تقيد خيارات المواد والتطبيق.

بالفرشاة: يعتبر التنظيف بالفرشاة بمثابة طريقة لمعالجة السطح، حيث يقوم بتنظيف قطعة العمل من أجل التشطيب اللاحق. تستخدم هذه العملية فرشًا من الأسلاك المعدنية أو وسادات كاشطة لإزالة الملوثات فعليًا. البساطة هي ما يميز عملية تنظيف الأسنان بالفرشاة، ولا تتطلب مهارات أو آلات متخصصة.

ومع ذلك، يمكن أن يؤدي تنظيف الأسنان بالفرشاة إلى إتلاف السطح عن غير قصد ويقتصر على التشغيل اليدوي، مما يستغرق وقتًا طويلاً.

تحديد شكل الجسد: يحقق التلميع نعومة السطح من خلال عملية الكشط، حيث يتطور من المواد الخشنة إلى المواد الكاشطة الدقيقة. إنه يعزز المتانة عن طريق تقليل خطر التشقق أو التقطيع. ومع ذلك، فإن الطبيعة التي تستغرق وقتًا طويلاً والتكاليف المرتفعة المحتملة، خاصة بالنسبة للهندسة المعقدة، تعتبر من العيوب.

لوحة: توفر الدهانات المعدنية الحماية من خلال التغطية السطحية الشاملة. يحمي الطلاء والبولي يوريثين من الماء والملوثات، لكن التعرض للتآكل والتعرض للمواد الكيميائية التي تؤدي إلى التقشير من عيوبه.

يقدم الطلاء ألوانًا وتشطيبات متنوعة، ويخدم العديد من تطبيقات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، على الرغم من أن بعض الحالات يمكن أن تكون ضارة بالبيئة وتتطلب فترات تجفيف طويلة للالتصاق.